Проблема

Я пытаюсь определить размер объекта, используя фокусное расстояние, определяемое автофокусом камеры смартфона (Galaxy Note 8). Но, похоже, я не могу получить точное значение фокусного расстояния.

Я надеюсь найти причину (причины), почему расстояние фокусировки не может быть точно определено, и, возможно, найти решение, чтобы сделать его более точным.

Что я сделал до сих пор

При фокусировке на близких объектах расстояние фокусировки примерно равно расстоянию до объекта. Поэтому я сфотографировал известный объект (карту размером с кредитную карту) на известном расстоянии, чтобы рассчитать и сравнить все значения. Снимок, который я сделал, вот такой:

И это соответствующие значения:

• Тип датчика: SLSI_S5K2L2_FIMC_IS
• f = 4,3 мм (из CaptureResult.LENS_FOCAL_LENGTH )
• Физический размер сенсора = 5,645 x 4,234 мм (из CameraCharacteristics.SENSOR_INFO_PHYSICAL_SIZE )
• Размер массива пикселей = 4032 x 3024 пикселей (из CameraCharacteristics.SENSOR_INFO_PIXEL_ARRAY_SIZE )
• Размер кредитной карты = 85,6 x 53,98 мм.
• Размер изображения = 4032 x 3024 пикселей (обратите внимание, что изображение выше масштабируется, чтобы включить его сюда)
• Размер кредитной карты на картинке = 1688 x 1059 пикселей

А затем для расстояния карты до камеры:

• Реальное измеренное расстояние: 169 мм
• Расстояние автофокуса: 193 мм (из CaptureResult.LENS_FOCUS_DISTANCE )
• Расчетное расстояние: 156 мм

Где расчетное расстояние получено с использованием уравнения из этой темы :

расстояние = (4,3 * 85,6 * 4032) / (1688 * 5,645) = 156 мм

Обсуждение

Как видно, эти значения не совпадают, хотя должны быть. Поэтому я пытаюсь выяснить, откуда берутся эти отклонения. Возможные объяснения:

• Фокусное расстояние неверно (см. здесь ), но, поскольку камеры смартфонов имеют фиксированное фокусное расстояние, я не могу представить, чтобы это было проблемой.
• Камера слишком сильно отличается от модели камеры-обскуры (однако камера откалибрована, отсюда )
• Калибровка расстояния автофокуса изначально не совсем точна.

Решения?

Одно из решений, которое я мог бы придумать, — это откалибровать расстояние автоматической фокусировки до реального расстояния самостоятельно. Но нужно ли это делать для каждого устройства или калибровка будет работать на всех однотипных смартфонах без повторной калибровки?

Я надеюсь, что вы можете помочь мне в моих размышлениях.

Редактировать

Я сделал еще несколько измерений, теперь в шахматном порядке. Я установил камеру на известное расстояние и измерил размер квадрата шахматной доски и фокусное расстояние, заданное камерой. Вот результаты:

Как видно из таблицы, фокусное расстояние, указанное камерой, на самом деле удивительно точное (+/- 4% на расстоянии < 170 мм). Однако фокусное расстояние, указанное камерой, не является точным, я бы сказал, что причина этого в том, что камера перемещает объектив , чтобы получить хороший фокус. Рассчитав фокусное расстояние по известному размеру шахматной доски (см. таблицу результатов), можно увидеть, что фокусное расстояние действительно изменяется, и фокусное расстояние, заданное камерой (4,3 мм), таким образом, с высокой вероятностью является фокусным расстоянием в фокусе. бесконечность. Это следует учитывать при расчете размера объекта.